Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier1 Pulsars et systèmes de référence Martine Feissel-Vernier Département Systèmes de Référence Temps et Espace (SYRTE)

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1 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier1 Pulsars et systèmes de référence Martine Feissel-Vernier Département Systèmes de Référence Temps et Espace (SYRTE) Observatoire de Paris -Systèmes et repères de référence Conception(s), réalisation(s), validation(s) -Référentiels célestes VLBI astro-géodésique, astrométrie spatiale, syst. solaire -Référentiels globaux espace-temps -Liaison des référentiels dynamiques et géométriques Pulsars en chronométrie et en astrométrie

2 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier2 Systèmes et repères de référence: lamont >> Concept => Système de référence idéal Un système de référence permettant lapplication des lois de la physique >> Sélection dune structure naturelle de support Planètes, étoiles, quasars, stations terrestres, pulsation, … >> Modélisation de la structure => Système conventionnel Mouvements propres, mécanique céleste, physique quantique, géophysique locale et globale, … >> Réalisation primaire => Repère de référence conventionnel Coordonnées des structures de support déduites dun modèle donné

3 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier3 Référentiels despace-temps et Relativité TCBTemps Coordonnée Barycentrique Système solaire 15 10 -9 Temps: 15 ns/sSurface terrestre: 10 cm en radial TCG Temps Coordonnée Géocentrique Centre de gravité de la Terre 0,7 10 -9 Temps: 0,7 ns/s Surface terrestre: 5 mm en radial TTTemps Terrestre ~TAI, UTC Surface de la Terre (géoïde)

4 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier4 Systèmes et repères de référence: laval >> Réalisations secondaires, densifications Coordonnées cohérentes avec le modèle conventionnel pour des structures physiques plus étendues, denses, accessibles,… >> Maintenance Réobservation, nouveaux objets primaires, … >> Rattachements entre réalisations Céleste: géométrique/dynamique Terrestre: réseaux globaux indépendants, terrestre-céleste Temps: échelles de temps indépendantes >> Mise à disposition

5 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier5 La base observationnelle VLBI du référentiel extragalactique

6 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier6 Référentiel céleste extragalactique Technique dobservation: VLBI astro-géodésique 1500 objets extragalactiques, dont ~250 « primaires » Les 360 objets les plus observés Stabilité des objets (positions annuelles) Stabilité des axes: +/- 0.01 mas @ 1 an

7 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier7 Exemples de déplacement apparent de radio sources

8 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier8

9 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier9 Référentiels célestes géométriques Galactiques < 1988: FK5 – astrométrie optique au sol 1500 étoiles Rattachement à lICRF: +/- 20 mas @ 2000.0 1992 +: Hipparcos - astrométrie optique spatiale 10 5 étoiles, quelques objets extragalactiques Rattachement à lICRF: +/- 0,6 mas @ 1992.5 +/- 0,25 mas/an Extragalactiques 1995 +: ICRF – radio-astrométrie au sol 1500 objets extragalactiques, dont ~250 très stables Précision de définition: +/- 10 as 2011 + : GAIA - astrométrie optique spatiale 10 4 objets extragalactiques Exactitude de définition: +/- 0,5 as Rattachement à lICRF (250 objets): +/- 10 as

10 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier10 Référentiels célestes dynamiques Modélisation des mouvements dans le système solaire Loi fondamentale sous-tendant le concept: Relativité Générale Structure naturelle de support: les objets du Système Solaire Modélisation de la structure via la mécanique céleste Modèle conventionnel: masses, distances, … Réalisation: éphémérides

11 11 Référentiels globaux espace-temps - Observations: programmes et services internationaux Télémétrie par Laser sur Lune et satellites artificiels: LLR, SLR Méthodes radioélectriques: satellites ou astres: GPS, DORIS, VLBI Comparaisons dhorloges à distance - Référentiels de temps: TAI, UTC et les autres Ecart de échelles de temps locales à UTC - Référentiels terrestres: ITRF et les autres Jeu de coordonnées & vitesses des sites dobservation - Référentiels célestes: ICRF et les autres Jeu de coordonnées dobjets extragalactiques Ephémérides des satellites artificiels, planètes, etc - Applications Océanographie globale, niveau des mers Déformations de la Terre: dérive tectonique, manteau, noyau, graine Exploration du système solaire Aberration galactique (4 as/an) Diffusion du temps universel UTC

12 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier12 Les réseaux dobservation colocalisés: SLR ( * ) DORIS (o) GPS (D) VLBI ( V )

13 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier13 Lien entre repères de référence terrestre et céleste: +/- 0,5 mas; +/- 0.05 mas/an Effet de linstabilité du repère de référence céleste Lexemple de la nutation Effets: Instabilité du repère céleste: 70 as Excitation atmosphérique: 20 as

14 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier14 Liaison des référentiels dynamiques et géométriques Pulsars millisecondes en chronométrie et en astrométrie Référentiel céleste dynamique Chronométrie positionnement des pulsars relativement à lorbite terrestre Référentiel céleste géométrique Radio-astrométrie relative positionnement des pulsars relativement aux quasars proches Astrométrie optique spatiale positionnement des pulsars dans le référentiel GAIA

15 Pulsars 16-17/01/2006M. Feissel-Vernier15 Rattachement du référentiel céleste dynamique lié aux objets du système solaire au référentiel extragalactique ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Méthode Lien ICRF ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- VLBI orbiteurs de planètes/extragalactique +/- 50 mas Very Large Array planètes/extragalactique +/- 50 mas Laser Lune via orientation de la Terre VLBI +/- 300 as Pulsars milliseconde chronométrie + astrométrie +/- 30 as -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------